传送带上的零件快速移动,机械臂准备抓取,那一刻,是什么确保相机精准捕捉到关键图像?对于工业自动化领域的同行们来说,选择正确的相机触发方式往往是决定整个视觉检测系统成败的关键一环。


01 触发基础:工业相机的“发令枪”

搞工业自动化这行的朋友们都清楚,工业相机可不是普通摄像头。在高速运转的生产线上,每个零件经过相机视野的时间可能只有零点几秒,错过就再也没机会补拍。这就需要一个精准的“发令枪”告诉相机:“就是现在,拍照!”-1

这个“发令枪”就是触发信号。说白了,触发就是告诉相机什么时候开始曝光采集图像的那个指令-1

咱们搞工业自动化的同行们,可能都碰过这样的头疼事:明明设备都调试好了,可拍出来的照片总是时机不对,要么零件还没到位,要么已经跑过去了。这不怪相机,八成是触发方式没选对。

工业相机触发方式五花八门,但总的来说可以分为两大类:硬件触发软件触发-5-6

02 硬件触发:精准可靠的“物理信号”

硬件触发,顾名思义,就是通过物理信号来告诉相机什么时候拍照。这种触发方式通常是靠一个电信号来实现的-5

想象一下工厂流水线上,零件经过光电传感器时,传感器发出一个信号,这个信号通过电缆传到相机,相机收到信号立即拍照。这就是最典型的硬件触发应用-10

硬件触发有几种常见的实现方式。最简单的是通过相机的专用触发输入端口,检测到上升沿信号就开始采集图像-1

工业以太网触发也逐渐流行起来,允许通过 EtherNet/IP、PROFINET 等工业协议发送触发信号-1。这种方式特别适合已经建立了工业以太网环境的现代化工厂。

硬件触发最大的优势就是精度高、反应快。使用物理触发信号同步相机拍摄和编码器计数,能够高精度地调整时机,适用于移动工件的拍摄-10。尤其是在传送带速度较快、拍摄与编码器锁存时机的偏差容易影响精度的情况下,这种高同步精度显得尤为重要-10

工业相机触发有几种方式中,硬件触发是最传统也是最可靠的一种,特别适用于高速、高精度的应用场景-10

03 软件触发:灵活便捷的“程序指令”

软件触发则是通过软件命令来控制相机何时拍照-5。比如在程序里写一条指令,让相机执行拍摄操作。

相比硬件触发,软件触发最大的优点是配置简单,不需要额外的布线和传感器。系统构建变得简单直接,省去了不少麻烦-10

不过软件触发也有它的短板。由于需要经过软件指令处理,相比硬件触发会有些许延迟-10。这个延迟虽然通常只有几毫秒,但在高速生产线上,几毫秒可能就意味着零件已经移动了几毫米甚至几厘米。

软件触发更适合那些对精度要求不是特别高,或者速度较慢的应用场景-10。比如试验性地使用传送带跟踪,或者传送带速度较慢的情况-10

在实际应用中,软件触发可以通过多种方式实现。最简单的是通过按下视觉传感器上的 TRG 按钮手动触发-1。或者通过键盘快捷键(如F5)启动图像采集-1

04 其他触发方式:满足特殊需求

除了主流的硬件触发和软件触发外,工业相机还有其他几种特殊的触发方式。

连续触发(也叫自由运行模式)让相机以尽可能快的速度连续采集图像-1。这种模式下,相机会根据自己的处理能力,不间断地拍照。

听起来很美好对吧?但有个坑得提醒大家:连续触发时,相机的CPU负载会很重,可能导致通信软件与传感器之间的连接不稳定甚至中断-1

时间戳触发是相对高级的一种方式,通过PLC发送时间戳信号来触发相机拍摄-9。这种方式能够实现多个系统间的高精度时间同步,但需要特定的硬件和软件支持-9

在多相机系统中,还有外触发同步这一重要方式。通过统一的触发信号,消除摄像头间的时间差,让所有摄像头严格听从同一个外部信号的指挥,实现同时拍摄-2

这对于高速运动物体分析、多视角3D重建、精密工业检测等场景尤为重要-2

05 如何选择合适的触发方式

知道了工业相机触发有几种,接下来最关键的问题是:该怎么选?这就像看病抓药,得对症下药。

对于需要高精度拣选或传送带速度较快的场景,硬件触发是更可靠的选择-10。光电传感器或控制器I/O输出的触发信号能够确保相机在准确的时间点拍摄-10

如果你的应用对时间精度要求不是特别高,或者系统配置希望尽量简化,那么软件触发可能更适合-10

实际做项目选型时,除了触发方式本身,还得考虑几个配套参数。触发延迟是个很实用的功能,允许设置在接收到触发信号后延迟一段时间再开始采集图像-1。这个延迟范围通常是0到10,000毫秒-1

当使用连续触发模式时,可以设置采集间隔时间-1。这个间隔取决于作业完成图像处理所需的时间-1。比如,如果间隔时间设置为500毫秒,而作业可以在500毫秒内完成处理,那么相机就会每500毫秒采集一张图像-1

工业相机触发有几种方式不是选择题,而是应用题。得根据你的具体需求、现场环境、预算限制等多种因素综合考虑。

06 实用技巧与常见问题

设置触发时有些小技巧值得分享。比如使用硬件触发时,触发信号的稳定性很重要。信号线上最好加屏蔽,避免电磁干扰-3

如果是多相机系统,要确保所有相机使用相同的工作模式-2。外触发模式下,所有相机会同时拍摄,曝光开始时间由外部设备控制-2

在实际使用中,可能会遇到各种问题。比如相机帧率与手册标注不一致,这可能是由于实际应用条件与测试条件不同造成的-2。米文的技术文档建议,可选的外触发帧率最好是经过实际验证的帧率-2

另一个常见问题是选择了外触发模式,但实际帧率没有跟随外触发变化-2。这时候需要确认是否正确选择了相机型号配置,并询问相机厂商是否支持外触发模式-2

还有图像显示异常的情况,比如图像显示为绿色-2。大部分图像的绿屏问题和线材有关,可以尝试更换线材-2。如果和其他相机调换位置后问题依旧,那可能是相机本身固件的问题-2


生产线上,触发信号如同精准的节拍器,在传送带速度达到每分钟10米时,硬件触发能将图像采集误差控制在0.1毫米内,而软件触发则可能因2毫秒延迟产生3.3毫米的位置偏差-10

当视觉系统完成最后一帧图像采集,工控机屏幕上显示“检测通过”时,选择正确的触发方式意味着生产线可以持续运转而无需停机调整。工业相机的触发方式从来不是孤立的技术参数,它是连接机械运动与数字世界的精确时间桥梁。